Вчені створили надміцний і надлегкий

Американські фізики створили незвичайний “наносплав” на основі наночасток магнію і карбіду кремнію, який одночасно володіє легкістю магнію і високою міцністю і стійкістю карбіду кремнію.

Фізики з Лос-Анджелеса створили унікальний матеріал на базі сплаву магнію і наночастинок карбіду кремнію, який має рекордно високою міцністю і вкрай низькою щільністю, перевершуючи за цим властивостям всі “авіаційні” сплави, йдеться в статті, опублікованій в журналі Nature.

“Ми давно підозрювали, що наночастинки можуть помітно посилити міцність металів, при цьому не знижуючи їх пластичності, особливо легких металів, таких як магній, але нікому до нас не вдавалося рівномірно розподілити такі частинки з розплаву металу”, — заявив Сяочунь (Xiaochun Li) з університету Каліфорнії в Лос-Анджелесі (США).

Лі і його колеги змогли зробити магній в 4-5 разів міцніше, ніж він є в чистому вигляді, навчившись “засівати” розплав з магнію і цинку невеликими наночастинками з карбіду кремнію – дуже міцного матеріалу, що майже не поступається за своєю твердості алмазу.

Для цього вчені створили спеціальну плавильну і розпилювальну установку, яка насичує розплав наночастинками і при цьому захищає його від окислення та інших хімічних процесів, які змушують частинки карбіду кремнію накопичуватися в одних регіонах розплаву і майже відсутні в інших.

Фізики створили з металу сверхупругую “губку” легше повітря

Ця установка працює досить дотепним способом – вона не нарощує концентрацію наночастинок в розплаві, а зменшує концентрацію металу в ньому, випаровуючи цинк і магній, що мають набагато менші температури плавлення, ніж карбід кремнію. Це дозволило фізикам добитися ідеального розподілу наночастинок за майбутнього зливка металу.

Ця технологія дозволила вченим створити “нанометалл”, який приблизно на сьому частину (14%) складається не з магнію або цинку, а з карбідних наночастинок, рівномірно розподілених по товщі сплаву. Злиток з такого “нано-магнію” здатний витримати 715 мегапаскаль тиску, що відповідає семи тисяч атмосфер, до того, як він почне деформуватися, що приблизно дорівнює аналогічному показнику (830 МПа) для титанових сплавів, що використовуються в авіації.

Як вважають вчені, аналогічні “суперметаллы” можна виготовляти, використовуючи ті ж наночастинки та інші види металевих сплавів, хоча поки про це складно говорити напевно, так як для цього потрібні додаткові експерименти. З іншого боку, “наномагний” вже зараз можна використовувати для виготовлення кузовів машин, промислових і медичних інструментів, а також цілого ряду інших металевих виробів.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *